폴리에틸렌에 있어서 Carrier 移動度와 移動度에 미치는 空氣의 영향

尹文洙(Mun-Soo Yun) 대한전기학회 1988 전기학회논문지 Vol.37 No.10

EV용 43V , 100Ah 급 Lithium Ion Battery Module 의 제조 및 특성

형유업,도칠훈,윤문수,문성인 ( Yoo Eup Hyung,Chil Hoon Doh,Mun Soo Yun,Seong In Moon ) 한국공업화학회 1996 한국공업화학회 심포지엄 Vol.1 No.-

PC 비율에 따른 $LiPF_6/PC+EC+DEC$ 전해액의 물리적 특성 및 탄소분극과의 초기 전기화학적 특성

도칠훈,문성인,윤문수,Doh Chil-Hoon,Moon Seong-In,Yun Mun-Soo 한국전기화학회 2000 한국전기화학회지 Vol.3 No.4

흑연재료를 부극으로 사용하는 리튬2차전지의 유기 전해액으로 propylene carbonate(PC) 용매를 사용하면 흑연층간에 PC의 비가역적 삽입반응으로 인하여 흑연의 exfoliation이 진행된다. 유기전해액으로 ethylene carbonate(EC)를 사용하면 이러한 문제점은 해결되지만, EC의 어는점이 $36.2^{\circ}C$로 높은 것이 단점이다. EC계 전해액에 적정 비율의 PC를 첨가한 혼합 유기 전해액은 전도도가 향상 될 수 있으며, 흑연전극의 exfoliation도 감소시킬 수 있다. EC계 전해액에 첨가한 PC 함량에 따른 유전상수 및 몰전도도를 구하였으며, 동시에 탄소부극에 대한 전기화학적 특성을 조사하였다. $LiPF_6/EC+DEC$ 전해액에 첨가한 PC 함량이 증가하면 유전상수와 몰전도도는 직선적으로 증가하였다. 충방전 시험결과, MCMB-6-28s및 MPCF300의 비가역비용량은 첨가한 PC함량이 $0.83\%$인 경우에는 감소하였으나, 그 이후에는 PC함량에 따라 증가하였다 MPCF3000및 PCG100의 비가역비용량은 PC함량이 $10\%$까지는 50mAh/g이하였다. 그러나, 방전비용량은 첨가한 PC 함량과 관계없이 사용한 탄소재료에 따라서 일정한 값을 나타내었다. The exfoliation of graphite (layer) was progressed due to the irreversible insertion of PC molecules between graphene layers, when propylene carbonate (PC) solvent was used as the organic solvents. The problem could be mitigated by the replacement of PC by ethylene carbonate (EC). But, the freezing point of EC-based electrolyte increased due to the high freezing point of $EC(36.2^{\circ}C)$. Therefore, EC+PC mixed electrolyte is expected as a good organic electrolyte for lithium ion battery. The EC-based organic electrolyte containing PC within pertinent quantity can be expected to have high molar conductivity and reduced exfoliation of graphite layer. The dielectric constant and molar conductivity of $LiPF_6/PC+EC+DEC$ electrolyte was investigated with a variation in the PC content. The electrochemical properties of carbon electrode in the electrolyte were also investigated. Molar conductivity and dielectric constant increased linearly by increasing the PC volume fraction in the electrolyte. The results of charge-discharge test for carbon/electrolyte/Li cell indicated that the initial irreversible specific capacity(IIC) of MCMB-6-28s and MPCF3000 decreased by the addition of $0.83 vol\%$ of PC, but increased with PC content over than $0.83 vol\%$. In the case of MPCF3000 and PCG100 having less than $10 vol\%$ PC, IIC was lower than 50 mAh/g. The discharge specific capacities varied with carbon material, but did not vary with PC content in the electrolyte.

리튬이온전지의 Smart Battery System

김현수,문성인,윤문수,고병희,박상건,신동오,유성모,이승호,Kim Hyun-Soo,Moon Seong-In,Yun Mun-Soo,Ko Beyng-Hi,Park Sang-Kun,Shin Dong-O,Yoo Seong-Mo,Lee Seung-Ho 한국전기화학회 2001 한국전기화학회지 Vol.4 No.3

최근 리튬이온전지를 채용한 노트북 PC의 수요는 계속 증가하고 있으며, 노트북 PC용 전지로는 잔존용량과 사용가능 시간을 정확하게 예측하며, 스스로 최적조건으로 충방전을 제어할 수 있는 SBP(smart battery pack)를 많이 채용하고 있다. SBP는 과충전, 과방전 및 과전류로부터 리튬이온전지의 안전성을 확보하기 위한 보호회로부 (protection IC)와 잔존용량 및 사용가능시간 등의 계산을 위한 지능회로부 (smart IC)로 구성되어있다. 보호회로는 충전 및 방전 FET를 이용하여 이상전류를 차단하며, SBS(smart battery system)는 system host, smart battery 및 smart battery charger로 구성되어 있다. 향후, SBP에 사용되는 IC는 저가이면서, 소비전류가 낮고, 소형화가 요구된다. 또한, microcomputer control type의 IC를 사용하고, 최적의 알고리즘을 개발하여 잔존용량 및 사용가능시간을 정확하게 예측할 필요가 있다. 이러한 SBS 기술은 노트북 PC 이외에도 전기자전거, 전기자동차, 전력저장용, 군사분야 등 광범위한 분야에서 사용될 것으로 예상된다. Recently, the demand for notebook PC with lithium ion batteries has steadily increased and consumers require them to adopt a SBP(smart battery pack) able to predict the remaining capacity and the run time of batteries precisely. The SBP is composed of a protection If, by which safety of lithium ion batteries is maintained against overcharge, overdischarge and overcurrent, and a smart IC, which calculates the remaining capacity and the remaining run time. The protection IC shut abmormal current down by using overcharge/overdischarge FET. A SBS(smart battery system) is composed of a system host, a smart battery and a smart battery charger. The smart ICs for SBP will be required to provide a low cost, low current consumption and small size. There will need to develop a microcomputer control type IC and an optimum algorism which is able to predict the residual capacity and the residual run time precisely. SBS will apply to many kinds of industry fields such as an electric bicycle, an electric vehicle, a load levelling and a military.

리튬이온전지용 $LiCoO_2$정극의 도전재료에 따른 초기 충방전 특성

도칠훈,문성인,윤문수,박천준,염덕형,윤성규,Doh Chil-Hoon,Moon Seong-In,Yun Mun-Soo,Yun Suong-Kyu,Yum Duk-Hyung,Park Chun-Jun 한국전기화학회 1999 한국전기화학회지 Vol.2 No.3

리튬이온전지용 $LiCoO_2$ 전극의 super s black 도전재료의 함량에 따른 초기 충방전 특성을 1 mol/l $LiPF_6/EC+DEC(1:3\;by\;w/w)$의 전해액에서 리튬기준전극에 대하여 4.3 V에서 2.0 V의 전위 구간에 대하여 C/4 및 C/2율로 충방전하여 측정하였다. 최초의 충전과정에서 high impedance충전 특성을 보였으며, super s black도전재료를 $3\%w/w$ 사용한 경우, $0.5 mA/cm^2$ 전류밀도의 충전에서 high impedance의 해소에 따라 $3.82\;{\Omega}\;{\cdot}\;g-LiCoCo_2$의 저항 감소를 나타내었으며, $0.728\;{\Omega}{\cdot}g-LiCoCo_2$의 전극저항과 비교하여 약 7배 높은 값을 나타내었다. 제2차 충전에의 high impedance해소는 약 $63\;{\Omega}{\cdot}g-LiCoCo_2$으로서 전극저항의 $12\%$ 정도이며, 제1차 충전의 high impedance해소에 비하여 $1.7\%$의 수준으로 감소하였다. 제1차 충전 및 방전 비용량은 C/4방전율에서 각각 160-161 및 $153\~155mAh/g-LiCoO_2$으로, 쿨롱효율은 $95.4\~96.4\%$였으며, 비가역 비용량은 약 6 mAh/g-$LiCoO_2$였다. 충전종료 지점에서 측정한 비저항은 도전재료 함량 $2\~7\%w/w$범위에서 낮은 값을 나타내어 비가역 비용량 특성의 변화와 일치하였다. 도전재료의 함량 증가에 따라 용량밀도가 감소하였으며, C/4율 방전에서 super s black함량 $2\%w/w$와 $2.9\%w/w$의 도전재료를 사용한 전극의 용량밀도는 각각 447mAh/ml 및 431 mAh/ml였다 Initial electrochemical characteristics of $LiCoO_2$ electrode for lithium ion battery with various content of super s black as conductive material were evaluated through the charge/discharge with the potential range of 4.3V to 2.0V versus $Li^+/Li^+$. The rate of C/4 and C/2 by the 3 electrode test cell composed with an electrolytic solution of 1 mol/l $LiPF_6/EC+DEC(1:3\;by\; weight)$. Lithium was used as reference electrode. High impedance charge behavior was observed at early stage of charge. In the case of $3\%w/w$ of super s black as conductive material, the specific resistance of the high impedance releasing was $3.82\;{\Omega}\;{\cdot}\;g-LiCoCo_2$ at the current density of $0.5 mA/cm^2$, which corresponds 7 times of the specific resistance of electrode $(0.728 g-LiCoO_2)$. At second charge, the specific resistance of the high impedance releasing was 63 mn · g-Lico02, which corresponds 12eio of the specific resistance of electrode and only $1.7\%$ of that of the first charge. The first charge and discharge specific capacities at C/4 rate were 160-161 and $153\~155mAh/g-LiCoO_2$, respectively, to lead $95.4\~96.4\%$ of coulombic efficiencies and ca. $6 mAh/g-LiCoO_2$ of initial irreversible specific capacity. Specific resistance at the end of charge and rest showed low value at content of super s black between 2 and $7\%w/w$, which agreed with characteristics of irreversible specific capacity. Capacity densities were reduced by the increasing the content of conductive material. They were 447 and 431mAh/ml when 2 and $2.9\%w/w$ of super s black were used, respectively, at the rate of C/4.

LiMn2O4 / SPE / Li Cell 의 Composite Cathode 조성 및 온도에 따른 특성

이경희,진봉수,윤문수,문성인,김영록,선양국,김동원 ( Kyeong Hee Lee,Bong Soo Jin,Mun Soo Yun,Seong In Moon,Young Roak Kim,Yang Kuk Sun,Dong Won Kim ) 한국공업화학회 1996 한국공업화학회 심포지엄 Vol.1 No.-

유기전해액에서 루테늄산화물 전극의 전기화학적 특성

도칠훈,진봉수,문성인,윤문수,최상진,육경창,박정식,김상길,이주원,Doh, Chil-Hoon,Jin, Bong-Soo,Moon, Seong-In,Yun, Mun-Soo,Choi, Sang-Jin,Yug, Gyeong-Chang,Park, Jeong-Sik,Kim, Sang-Gil,Lee, Joo-Won 한국전기화학회 2003 한국전기화학회지 Vol.6 No.3

금속산화물 전극을 이용한 전기화학 캐패시터는 일반적으로 산성 수용액 전해질에서 금속산화물에 대한 양성자의 가역적인 전기화학반응을 이용한다. 수계 전해질을. 사용한 수퍼캐패시터는 전위창(electrochemical stability window)이 유기계 전해질을 사용한 수퍼캐패시터에 비해 좁은 문제를 안고 있다. 금속산화물 전극과 리튬 또는 암모늄 이온을 함유한 유기계 전해질을 사용한 전기화학 캐패시터의 특성을 확인하였다. $RuO_2$ 전극을 사용한 전기화학 캐패시터는 1M $LiPF_6$, EC, DEC 및 EMC혼합용매 전해액 중에서 순환전위전류법(주사속도. 2mV/sec, 전위영역: $2.0\~4.2V(Li|Li^+))$으로 산화 및 환원에 대하여 비정전용량을 구한 바, 각각 145 및 $142F/g-RuO_2{\cdot}nH_2O$이었다 Electrochemical capacitor made with metal oxide electrode uses rapid and reversible protonation/deprotonation of metal oxide material under the aqueous acidic solution, generally. Electrochemical stability window of aqueous electrolyte-type capacitor is narrow compared to that of organic electrolyte-type capacitor. Electrochemical characteristics of electrochemical capacitor made with metal oxide electrode and lithium or ammonium cation based organic electrolyte were evaluated. Electrochemical capacitor based on $RuO_2$ electrode material and 1M $LiPF_6$ in mixed solvents of EC, DEC, and EMC has anodic and cathodic specific capacitance of 145 and $142F/g-RuO_2{\cdot}nH_2O$, respectively, by using cyclic voltammetry with scan rate of 2mV/sec $g-RuO_2$ in potential range of $2.0\~4.2V(Li|Li^+))$.

흑연화 MPCF 부극을 이용한 Li ion 2차전지의 충방전 특성

김상필,박정후,조정수,윤문수,김규태,Kim Sang-Pil,Park Jeong-Hu,Cho Jeong-Soo,Yun Mun-Soo,Kim Kyu-Tae 한국전기화학회 1998 한국전기화학회지 Vol.1 No.1

MPCF는 Li ion 2차전지용 부극 활물질로 연구되고 있다. 흑연화 MPCF는 높은 방전 용량과 우수한 충방전 효율을 가진다. $0\~1$ V전위영역에서 25 mA/g의 정전류로 충방전할 때의 MPCF/Li전지의 초기 방전 용량은 300 mAh/g이며, 충방전 효율은 $90\%$ 이상을 나타낸다. $LiCoO_2$을 정극 활물질로, 혼합 탄소재료를 부극 활물질로 사용하여 원통형 Li ion 2차전지를 제작하였다. Li ion 2차전지의 수명 특성을 향상하기 위하여, 흑연화 MPCF에 이종 탄소 재료를 $10 wt\%$ 혼합하였다. 혼합 탄소재료를 사용한 Li ion 2차전지의 수명 성능은 흑연화 MPCF만을 사용한 전지보다 우수하였다. Mesophase pitch-based carbon fibers(MPCF) have been investigated as an anode active material for lithium ion secondary battery. Graphitized MPCF gives high discharge capacity and good Ah efficiency. MPCF/Li cell shows an initial discharge capacity of 300 mAh/g and Ah efficiency above $90\%$ at a current density of 25 mA/g at $0\~1$ V. Cylindrical lithium ion secondary battery was fabricated using mixed carbon anode and $LiCoO_2$, cathode. In order to improve the cyclability of lithiun ion secondary battery, other carbons were added to the MPCF up to $10wt\%$. The cycle performance of lithium ion secondary battery using mixed carbons was superior to those using graphitized MPCF.

저기압 발전에 있어서 초기 전리파의 특성

오철한(CHUL-HAN OH),윤문수(MUN-SOO YUN) 대한전기학회 1979 대한전기학회 학술대회 논문집 Vol.1979 No.8

LPB용 MCMB 부극 도전재로 VGCF를 첨가한 부극의 특성 연구

진봉수,도칠훈,문성인,윤문수,정재국,남효덕,박희구,Jin Bong-Soo,Doh Chil-Hoon,Moon Seong-In,Yun Mun-Soo,Jeong Jae-Kook,Nam Hyo-Duk,Park Hei-Gu 한국전기화학회 2004 한국전기화학회지 Vol.7 No.3

Vapor grown carbon fiber(VGCF)가 각기 달리 첨가된 부극으로 제조된 LPB의 특성을 조사하였다. MCMB를 활물질로, VGCF를 도전재로 사용하였을 경우, 전지의 내부저항과 1차 Ah효율은 VGCF첨가량이 많아질수록 감소하였고 방전 용량과 이용률은 증가하였다. $6wt\%$의 VGCF가 첨가된 부극으로 제조된 전지가 최저 임피던스를 나타내었고, $8wt\%$의 VGCF첨가한 경우는 VGCF를 첨가하지 않은 것과 유사한 임피던스를 나타내었다. $6wt\%$의 VGCF가 첨가된 부극으로 제조된 전지가 최고의 전지 특성을 나타내었다. 이 전지의 내부저항은 실온에서 $0.918\Omega$이였고, 2C에서의 고율 방전 시의 용량은 $93\%$였다. 율 특성과 수명 특성은 $4wt\%$와 $6wt\%$운의 VGCF가 첨가된 부극으로 제조된 전지가 타 전지에 비해 우수하였고 두 경우는 매우 유사한 결과를 나타내었다. $6wt\%$의 VGCF가 첨가된 부극으로 제조된 전지의 경우, 방전 용량은 충방전 사이클링을 진행함에 따라 서서히 감소하여 100회에서 178mAh/g의 비용량을 나타내었으며 이후에는 완만한 감소경향을 나타내었다. $6wt\%$의 VGCF첨가의 경우 이용률은 100회에서 $90\%$ 이상으로 $4wt\%$의 VGCF가 첨가된 부극으로 제조된 전지 보다 우수하였다. An investigation upon the characterization of MCMB anodes with different vapor grown carbon fiber (VGCF) content for application in lithium polymer battery(LPB) was carried out. When VGCF material was used as conducting agent with MCMB active material, the impedance and the initial coulombic efficiency of test cells were found to decrease with the increasing amount of VGCF. On the other hand, as a function of added VGCF the discharge capacity and the utilization linearly with increased. Impedance of test cell with MCMB anode containing $6wt\%$ VGCF exhibited the lowest value whereas the impedance of $8wt\%$ VUF contained anode was similar to that of MCMB anode without VGCF. Interestingly, $6wt\%$ VUF contained anode showed the best battery characteristics. Internal resistance and rate capacity of the cell were. respectively, $0.918{\Omega}\;at\;25C\;and\;93\%$ at 2C. Generally, rate capability and the cycleability of MCMB based test cells with $4\~6wt\%$ VGCF content exhibited better results than the other cells. In the case of $6wt\%$ VGCF containing anode, the discharge capacity of the cell faded slowly with an ultimate charge-discharge cycling capacity of 178mAh/g at the 100th cycle. Thereafter, the discharge capacity faded negligibly and the utilization of the cell at the 100th cycle was more than $90\%$. The effect of addition of VGCF is discussed in detail.